Περιεχόμενο
- Κινητική ενέργεια
- Δυνητική ενέργεια
- Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας
- Συνολική ποσότητα μηχανικής ενέργειας
Η ενέργεια, στη φυσική, είναι η ικανότητα ενός συστήματος να δουλεύει. Η εργασία είναι η δύναμη που παράγει ένα σύστημα σε άλλο σύστημα σε απόσταση. Ως εκ τούτου, η ενέργεια είναι ίση με την ικανότητα ενός συστήματος να τραβήξει ή να πιέσει ενάντια σε άλλες δυνάμεις. Η μηχανική ενέργεια είναι το άθροισμα ολόκληρης της ενέργειας μέσα σε ένα σύστημα. Η μηχανική ενέργεια μπορεί να χωριστεί σε δύο μορφές ενέργειας: την κινητική ενέργεια και τη δυνητική ενέργεια.
Κινητική ενέργεια
Όταν ένα αντικείμενο είναι σε κίνηση, ο τύπος ενέργειας στην οθόνη είναι κινητική ενέργεια. Ορισμένες από τις πολλές μορφές κινητικής ενέργειας περιλαμβάνουν την περιστροφική (ενέργεια από την περιστροφή γύρω από έναν άξονα), τη δόνηση (ενέργεια από τη δόνηση) και τη μετάφραση (ενέργεια από τη μετακίνηση από τη μια θέση στην άλλη). Η εξίσωση για την επίλυση της ποσότητας κινητικής ενέργειας ενός αντικειμένου σε δεδομένο χρόνο είναι: KE = (1/2) * m * v ^ 2, όπου m = η μάζα του αντικειμένου και v = η ταχύτητα του αντικειμένου.
Δυνητική ενέργεια
Όπου η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια της κίνησης, η δυνητική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα αντικείμενο ανάλογα με τη θέση του. Με αυτή τη μορφή, η ενέργεια δεν κάνει δουλειά, αλλά έχει τη δυνατότητα να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας. Στην περίπτωση της μηχανικής ενέργειας, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν τεθεί το αντικείμενο σε κίνηση. Δύο μορφές δυνητικής ενέργειας είναι βαρυτική και ελαστική δυνητική ενέργεια. Η βαρυτική δυνητική ενέργεια είναι η ενέργεια ενός αντικειμένου ανάλογα με το ύψος του πάνω από το έδαφος. Ελαστική δυναμική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα αντικείμενο που είναι τεντωμένο ή συμπιεσμένο, όπως ένα ελατήριο.
Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας
Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας είναι θεμελιώδης νόμος της φυσικής και δηλώνει ότι σε ένα σύστημα απομονωμένο από το περιβάλλον του, η συνολική ενέργεια μέσα στο σύστημα διατηρείται. Δηλαδή, αν και η ποσότητα της κινητικής ενέργειας και της δυνητικής ενέργειας μπορεί να αλλάξει από στιγμή σε στιγμή, η συνολική ποσότητα ενέργειας, μια αντικειμενική μηχανική ενέργεια, δεν αλλάζει ποτέ όσο παραμένει απομονωμένη. Η πιθανή ενέργεια ενός αντικειμένου ορίζεται από την εξίσωση: PE = mgh, όπου m = η μάζα του αντικειμένου, g = η βαρυτική επιτάχυνση και h = το ύψος των αντικειμένων πάνω από το έδαφος.
Συνολική ποσότητα μηχανικής ενέργειας
Η μηχανική ενέργεια ενός συστήματος είναι το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας μέσα στο σύστημα: μηχανική ενέργεια = δυνητική ενέργεια + κινητική ενέργεια. Το αποτέλεσμα αυτής της εξίσωσης ονομάζεται συνολική μηχανική ενέργεια. Η μηχανική ενέργεια μετράται σε μονάδες που ονομάζονται joules. Αντικείμενα με μηχανική ενέργεια είτε βρίσκονται σε κίνηση είτε έχουν αποθηκευμένη ενέργεια για να δουλέψουν. Ενώ ένα απομονωμένο σύστημα διατηρεί τη μηχανική του ενέργεια, αυτό doesnt συμβαίνει συνήθως στην πραγματική λέξη επειδή κάποια πιθανή ενέργεια μετασχηματίζεται σε άλλες μορφές ενέργειας, όπως η θερμότητα, μέσω της αντίστασης του αέρα και της τριβής. Αυτή η ενέργεια γίνεται "χαμένη" στο σύστημα.